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GEHO煤浆泵几类典型问题的分析及处理摘要：徳士古水煤浆气化工艺是当今重要的化工发展方向之一，作者结合多年的现场运行和维 护经验，对气化流程中最关键的运转设备高压煤浆泵容易出现的几类典型问题进行分析，提出了解 决方法或预防措施关键词：柱塞隔膜煤浆泵 典型问题 分析及处理煤化工集团有限公司气化部分是国内首 套采用徳士古6.5Mpa水煤浆加压气化工艺的 生产装置共有5台煤浆泵：磨煤工段为两台 低压煤浆泵P1201-K 2,型号为ZPM400；气 化工段为三台高压煤浆泵P1301J、2、3,型 号为TZMP250o5台泵均是由荷兰Enviro Tech Pumpsystems公司GEHO分部生产的柱塞式 隔膜泵本文仅对高压煤浆泵运行中出现的几 类典型问题进行介绍和分析一、概述髙压煤浆泵将来自煤浆贮槽中的煤浆加 压至7.8Mpa,送入气化炉燃烧形式为三缸 单作用柱塞式隔膜泵它的主要结构是由液力 端和动力端组成，参见示意图液力端是由活 塞、活塞杆、缸套、隔膜、隔膜室、进口阀、 出口阀及推进液加注、排放机构组成动力端 由减速机、齿轮副、曲轴、连杆、十字头等部 件组成由迫机通过减速机驱动从1996年 开车到2003年6月期间,高压煤浆泵P1301-K2、3分别累计运行38000、34000、32000小时。

从运行情况看，这种类型的泵能够满足生产要 求但是，从开车以来该泵也出现过多次不同 类型的故障，造成气化炉停车达22次由于 高压煤浆泵是气化流程中最重要的运转设备， 因此，加强对该泵的日常正常维护，对出现的 问题及时做出止确的判断，缩短处理问题的时 间对维持气化装置稳定运行具有重要意义液力端 驱动瑞二、各类典型问题分析及处理方法煤浆泵容易出现的典型问题有几类：液力 端隔膜室内推进液侧不正常进气所引起的隔 膜破裂或泵压力波动、排量不足、振动；动力 端零部件的非止常损坏；异物引起的隔膜破 裂；进、出口管道堵塞；直流过电压引起的泵 跳车等方面的问题1、液力端隔膜室内推进液侧不正常进气所引 起的隔膜破裂隔膜泵是利用液体的不可圧缩原理来实 现泵的吸入及排出工作过程，因此，一旦推进 液侧进入较多的气体，其隔膜就不能正常工 作，泵的吸入和排出过程也不能正常进行，严 重的造成隔膜破裂止常情况下推进液侧总是 要产生气体，气体的产生是由于推进液的油箱 是连通大气的，油中溶解有一定量的气体，当 油注入推进液室后，经活塞反复压缩后溶解在 油中的气体便从油中释放出來，随着运行时间 的增加，推进液不断的补充，油中释放的气体 就会进一步增多，并最终聚集在隔膜室的最上 方。

为了防止因气体的增多而彩响泵的正常工 作，在该泵的隔膜室的最上方开有一个直通外 部的排气孔，外部装有截止阀当气体聚集到 一定程度时，打开截止阀将气体排出直到有油 从隔膜室内流出为止，关闭截止阀泵即可止常 工作该泵的操作规程规定，运行中的泵每周 对隔膜室进行一次排气2003年2月25日P 1301-1泵运行中北侧 缸隔膜突然破裂，造成停车打开隔膜室检查 并没发现异物，隔膜的破裂位置处于最上方， 裂口呈椭圆形，尺寸约为5mm X 8mm ,更换 隔膜后于26日投料运行，27 0该泵又出现了 同样的问题从隔膜的破裂形式分析是隔膜室 内推进液侧不正常的进气所造成的分析进气 主要有两个方面：一是活塞环老化磨损造成大 气从活塞环处进入推进液内；二是隔膜室大盖 缺少两条螺栓，造成隔膜盖在压紧隔膜的过程 中压力不均匀，煤浆内的气体从缺少螺栓的位 置渗进推进液侧内，并不断的聚集在隔膜室的 最上方，由于没有及时排除，造成隔膜的两次 破裂因此我们做了两个方面的工作，一是对 该缸的活塞环进行更换；二是将缺少的两条螺 栓补齐处理后泵运行正常2003年3月13 H对该泵的南侧和中间缸的活塞环也进行了 更换我们对三个缸更换下来的活塞环进行了 比较，发现三个缸的活塞环的最大的磨损量均 在1mm至I」1.2mm之间，磨损量基本相同。

而 2003年3月3日更换的P1301-2泵的三个缸的 活塞环的磨损量与1号泵的三个缸的活塞环的 磨损量也在1mm到1.2mm之间，磨损量是相 同的，这说明活塞环老化磨损造成大气从活塞 环处进入推进液内的原因是不成立的因此我 们认为造成1号泵连续两次隔膜破裂的原因是 由于隔膜大盖的螺栓装配不齐所造成的针对这一情况，建议在隔膜的安装过程 中，应将隔膜室的安装沟槽清理干净，并在沟 槽内均匀涂上润滑脂，再安装隔膜；隔膜的密 封圈上应均匀涂上润滑脂，隔膜盖的凸台应清 理干净，大盖上的24颗螺栓应齐全，并按顺 序均匀上紧，安装力矩应按维护手册上提供的 数据执行活塞环及支撑环应每年更换一次， 防止因活塞环磨损引起的隔膜破裂事故发生2、动力端连杆轴承损坏2号高压煤浆泵自1996年2月化工投料开 车到2002年4月停车大修时，累记运行时间 为28000小时到2001年11月为止，动力端 未出现任何问题，但是，2001年12月中旬停 车检查时，发现润滑油中有大量银白色金属 屑，怀疑是十字头或者轴承损坏所致随后对 十字头，轴承进行检查，并未发现有损坏将 润滑油及润滑油泵进出口滤网全部更换后，泵 继续投入运行。

随后每次2号气化炉停车时都 将2号泵的润滑油及润滑油泵进出门滤网全部 更换2002年4月停车大修，在GEHO专家 的指导下于4月16 H对2号泵动力端轴承进 行全面检测，发现该泵2号连杆大头轴承（滚 动轴承）间隙为0.2mm,大大超过了轴承的运 行要求间隙检查2号连杆大头轴承安装锁紧 螺母的位置时，发现其位置并未变化，因此判 定其间隙来自轴承本身的磨损而且已经到了 损坏的程度，须进行更换，否则，磨损的金属 屑会进入其他轴承，造成其他轴承的损坏，或 者造成该轴承处的曲轴轴颈磨损甚至损坏从 2002年4月到2003年3月共检查9次，随着 时间的延长，轴承的磨损间隙逐渐增大，到 2003年3月间隙达到0.55 mm2003年3月 中旬对该泵的三个连杆大头轴承进行了更换分析损坏原因主要有以下几点：1：润滑 不足2001年下半年2号泵因润滑油泵压力过 低而跳过车，而连杆大头轴承处在强制润滑油 的行走路线的最末端一旦润滑油压力过低， 连杆大头轴的承润滑状况最先恶化，从而造成 轴承损坏2：润滑油内进入大量杂质该杂 质极有可能来自润滑油电加热器外壳上产生 的结焦，当结焦进入滚柱滚道时，首先在滚柱 及滚道上产生点蚀，增大了滚柱与内外圈的磨 擦，加剧了磨损，过度的磨损引起轴承间隙增 大，运动冲击的作用使得轴承内圈与锁紧套， 锁紧套与曲轴轴颈之间产生相对转动，转动使 得锁紧套的内外表而磨损，轴承间隙迅速扩 大，扩大的间隙使冲击力进一步增大。

如此恶 性循环，导致轴承内圈的断裂3：该轴承制 造或安装质量存在问题这一原因是引起该轴 承损坏的内因这是因为其它两个大头承轴在 相同的润滑情况下没有产生磨损，这一点从近一年的间隙测量情况也可以看出更换轴承后该泵至今运行良好建议每2至3个月对润滑油的滤芯进行更 换，6个月对润滑油进行分析，机械杂质超标 吋对润滑油进行更换；严格控制润滑油加热器 的使用，在环境温度低于5摄氏度时，才启动 加热器，并保持电加热管的清洁；定期对动力 端的十个轴承的间隙进行测量并做好记录，随 时掌握轴承的磨损情况，对出现问题的轴承及 时更换以防止造成其他轴承的损坏3、齿式联轴节损坏1999年4月，大修开始后，在打开碳洗塔 CI30I-2的上部大盖进行清理检查时，发现塔 盘及内件全部塌下并损坏，分析是由于塔内爆 所引起的，内爆的原因是工艺气中的氧含量过 高所至在此之前的气化炉F1301-2停车则是 因为煤浆泵PI30I-2运行中突然流量下降所引 起的检查P1301-2进、出口阀以及隔膜均完 好无损在对泵的动力端的联轴节打开进行检 查时发现联轴节的内、外齿发生了严重的磨 损，外齿圈可以在内齿圈上相对转动，内外齿 圈分离，根本起不到传递力矩的作用。

齿式联 轴节的损坏造成了煤浆泵的突然流量下降，从 而造成了气化炉内瞬吋氧量过高，引起工艺气 在碳洗塔内的内爆齿式连轴节的损坏可以归 结为两个方而的原因：一是长期处于不良的润 滑状况，该齿式联轴节采用的润滑油为460号 重载齿轮油润滑油通过两端的油封被密封在 联轴节内，轴转动时依靠油的飞溅完成内、外 齿的润滑，一但两端油封老化或者磨损后联轴 节内部的润滑油就会从内部流出，造成润滑油 的减少甚至没有润滑油，造成内、外齿磨损， 联轴节损坏二是检修对中质量不高也会造成 内齿的磨损甚至损坏针对这一情况我们采取了以下措施：更换 整套联轴节并在每次停车后对联轴节的两端 油封进行检查，漏油严重时对油封进行更换； 对联轴节内的润滑油进行置换建议每半年对泵的对中进行复查，发现对 中偏差超标及时调整4、 异物引起的隔膜破裂自开车以来由于其他物体而引起的隔膜 破裂主要有两种：一种是隔膜室内的背环松掉 造成背环将隔膜割破，造成背环松掉的原因是 泵长期运行后，由于隔膜室内的聚集的气体没 有及时排出而造成泵的振动，长期的振动使固 定背环的三个径向顶丝松动，从而使背环松 脱，造成隔膜破裂处理办法是在安装背环 的三个顶丝时，在顶丝上涂螺纹锁固剂，防止 螺丝运行中由于震动而松动，停车检查吋定期 对该螺丝进行检查紧固，并对出现这一问题较 多的2号泵的南侧缸，将背环的顶丝直径由原 来的M5的改为M8,增大了顶丝固定背环的 力量，防止了背环的松动。

另一种情况是由于 振动筛S1301上的过滤网断下的钢条进入隔 膜室将隔膜扎破由于振动筛己经不使用，建 议将其拆除，以防止筛网掉进煤浆槽内而进入 煤浆泵内造成泵的损坏为防止外来异物造成隔膜的破裂，在煤浆 从煤浆槽T1201出来以后的下游设备实行严 格的密闭措施，防止一切外物的进入5、 进、出口管道堵塞2001年的7月中旬，2号煤浆泵运行中 突然出行振动大、压力波动、排量减小，并连 锁跳车随后将泵的进出口阀以及隔膜室打开 检查，发现隔膜完好无损，而在北侧的进口阀 座与阀芯上有不规则的橡胶片，随即对入口缓 冲罐短节拆下检查疏通，发现短节内也堵有大 小不等的橡胶片，造成了入口管道的堵塞，阀 芯回座时不密封从而导致泵的压力波动排量 减小等现象而根本原因则是煤浆槽搅拌器 AI301叶片上的橡胶涂层剥落,被泵吸入造成 停车出口管道的堵塞出现过两次一次在1998 年的1月份，另一次在2003年的1月份两 次的情况基本是一样的，都是因为出口阀到出 口管道之间因为水压试验用水没有排净，天气 寒冷而结冰，排除后问题得到解决因此为防 止类似问题的发生，冬季水压试验以后应将进 出口管线的导淋全部打开，并对泵的液力端采 取保温措施。

6、 驱动电机的变频器直流过电压引起的煤浆 泵跳车高压煤浆泵采用的是变频调速电机，变频 器为 ABB公司生产的250KVA SAMI STAR250F380型自1996年装置投产运行到 1998年9月28日之间，变频器一直工作正常, 但是在1998年9月29日到10月23日近一个 月的时间内，三台泵共出现了8次因变频器直 流过电压引起的停车事故，造成气化装置近一 个月不能正常生产，给公司带来了极大的损 失由变频器的工作原理可知，当操作人员在 调整负荷的过程中，减速过快时，储存在电机 和转动的泵中的动能将转变成电能，并经过逆 变器回馈给直流电源，造成直流电源的电压升 高，当电压升高到超过变频器的直流保护电压 660伏时，变频器自动实行过压保护而跳车 为此就要在此过程中防止直流电压的升高，在 变频器的电路中增加制动单元由于原变频器 没有配置这种制动单元，才导致变频器直流过 电压的现象频繁发生分析出原因后，于1999年4月到6月分 别对三台泵的变频器进行了增加制动单元的 改造，降低了变频器的直。